Είναι συνηθισμένο να καλείτε μνήμη cache τη μνήμη που είναι ενσωματωμένη στον επεξεργαστή, η οποία χαρακτηρίζεται από υψηλή ταχύτητα και χρησιμοποιείται για την προσωρινή αποθήκευση των δεδομένων που χρησιμοποιούνται πιο συχνά.
Η ανάγκη χρήσης μνήμης cache εξηγείται από τη διαφορά στην ταχύτητα ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ του επεξεργαστή και διαφόρων τμημάτων της μνήμης του υπολογιστή. Η εργασία οποιασδήποτε εφαρμογής ξεκινά με τη μεταφορά των απαραίτητων δεδομένων από έναν σχετικά αργό σκληρό δίσκο στη μνήμη RAM (μνήμη τυχαίας προσπέλασης υπολογιστή) σε μια δυναμική ενότητα τυχαίας πρόσβασης. Από εκεί, μπορούν να μεταφερθούν στην προσωρινή μνήμη L2 (μνήμη L2) που βρίσκεται στο τσιπ επεξεργαστή ή σε ένα ειδικό ξεχωριστό τσιπ SRAM υψηλής ταχύτητας που βρίσκεται δίπλα στον επεξεργαστή. Τέλος, οι πιο χρησιμοποιημένες πληροφορίες μπορούν να μεταφερθούν στην προσωρινή μνήμη L1 (μνήμη πρώτου επιπέδου), η οποία είναι μια ειδική ενότητα του επεξεργαστή. Το μέγεθος της προσωρινής μνήμης πρώτου επιπέδου είναι μόνο περίπου 128 KB, το δεύτερο επίπεδο είναι ήδη 512 KB. Για σύγκριση, το μέγεθος της μνήμης RAM μπορεί να είναι 1 GB. Η εκτέλεση οποιασδήποτε εντολής πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχήμα: - ανάλυση των καταχωρητών δεδομένων πληροφοριών, - σάρωση των δεδομένων της προσωρινής μνήμης πρώτου επιπέδου, - έλεγχος των πληροφοριών της προσωρινής μνήμης του δεύτερου επιπέδου, - ανάλυση των δεδομένων της κύριας μνήμης, - πρόσβαση στη μνήμη του σκληρού δίσκου. Ο χρόνος που αφιερώνει ο επεξεργαστής για τη λήψη των απαραίτητων δεδομένων είναι σε άμεση αναλογία με τον τόπο αποθήκευσης των πληροφοριών. Έτσι, η πρόσβαση στην προσωρινή μνήμη πρώτου επιπέδου διαρκεί από 1 έως 3 κύκλους, το δεύτερο επίπεδο - από έξι έως δώδεκα κύκλους και στην κύρια μνήμη - δεκάδες, και σε ορισμένες περιπτώσεις - εκατοντάδες κύκλους. Η μνήμη cache παίζει ειδικό ρόλο στη διαδικασία λειτουργίας του διακομιστή, επειδή Η κίνηση από επεξεργαστή σε μνήμη μπορεί να είναι σημαντική σε αυτές τις περιπτώσεις. Η δομή της προσωρινής μνήμης εξυπηρετεί επίσης το σκοπό της μείωσης του χάσματος μεταξύ των ταχυτήτων του επεξεργαστή, οι οποίες αυξάνονται κατά 50 τοις εκατό ετησίως, και οι ρυθμοί δεδομένων RAM, που αυξάνονται μόνο κατά 5 τοις εκατό. Η συνεχιζόμενη ανάπτυξη του τρίτου και τέταρτου επιπέδου μνήμης cache φαίνεται να είναι λογικά βήματα προς αυτήν την κατεύθυνση. Μια άλλη πιθανή κατεύθυνση ανάπτυξης μπορεί να είναι η μετάβαση στην προγραμματική διαχείριση της μνήμης cache.
